3月23日

中國載人航天工程辦公室一則

公開征集航天育種實驗搭載項目的消息引發(fā)關(guān)注

(資料圖片僅供參考)

到底什么是航天育種？

目前已經(jīng)有多少種子開展過太空之旅？

如何才能成為一顆合格的“太空種子”？

有哪些作物種子上過太空？

航天育種就是“太空種菜”嗎？

我們?yōu)槭裁匆_展航天育種實驗？

一起一問到底

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01

什么是航天育種？

為何要進(jìn)行航天育種？

航天育種可以利用太空特殊的環(huán)境

如高真空、微重力、宇宙高能離子輻射等的誘變作用

使種子產(chǎn)生變異

它能在較短的時間內(nèi)大大提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)

創(chuàng)造出許多新品種

航天育種具有有益的變異多、變幅大、穩(wěn)定快

以及高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟、抗病力強等特點

其變異率較普通誘變育種高3~4倍

育種周期較雜交育種縮短約1倍

由8年左右縮短至4年左右

02

天選之種

是如何練成的？

航天載荷容量彌足珍貴

到底是什么樣的種子

才能獲得太空之旅的入場券呢？

被選中的種子一般要具備兩個條件

一是遺傳性穩(wěn)定

二是綜合性狀好

當(dāng)然不是所有的種子都會成為“天選之種”

一般種子在太空中的突變率僅為0.05%~0.5%

只有被宇宙粒子擊中的“幸運兒”

才會在返回地面后被挑選出來

同時，由于基因突變具有不定向性

并非所有的種子都往好的方向突變

因此，只有符合要求的種子才能留下來

03

航天育種實驗如何開展？

都要做哪些研究和準(zhǔn)備工作？

在中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心

有這樣一個儀器

專門用來模擬植物在微重力情況下的生長

中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員 鄭慧瓊：這就是一個回轉(zhuǎn)器，它的作用就是模擬空間微重力效應(yīng)，因為空間的實驗機會畢竟是非常珍貴的，在天上做一次實驗要等很長時間，所以在地面我們就制造出來這樣一個儀器來模擬失去了方向以后對植物的影響。但是地面畢竟重力還是存在的，只能模擬空間的部分效應(yīng)，所以最終要了解空間環(huán)境對植物的影響，還必須要上到太空去。

中國空間站問天艙作為專門的實驗艙

裝備了專門的存儲區(qū)

包含4℃、-20℃、-80℃等多個溫區(qū)

可以滿足不同特點、不同周期的實驗存儲要求

除此以外，問天實驗艙搭載了實驗柜

航天科研人員用光纖在艙內(nèi)打造了

一個帶寬大、速率快的局域網(wǎng)

通過中繼衛(wèi)星傳到地面

便于科研人員開展研究

中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究員 郭麗麗：其實我們有很多地面系統(tǒng)，我們叫有效載荷運行管理系統(tǒng)，科學(xué)家利用這套系統(tǒng)可以去監(jiān)視。因為我們會對天上的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，接收完之后會處理，呈現(xiàn)給科學(xué)家，科學(xué)家可以根據(jù)這些數(shù)值數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)去判斷載荷的健康狀態(tài)和科學(xué)實驗的進(jìn)展情況，同時也可以通過這套系統(tǒng)的控制指令，時時干預(yù)科學(xué)實驗的進(jìn)展情況，包括調(diào)參數(shù)、調(diào)模式。

04

航天育種就是“太空種菜”嗎？

哪些作物種子上過太空？

小麥、玉米、大豆

南瓜、水稻、番茄

還有魔芋、辣椒、棉花

甚至連處于休眠狀態(tài)的烏雞蛋

都搭乘飛船被接二連三地被送上太空

去年的12月4日

神舟十四號載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸

隨艙返回的還有水稻和擬南芥種子

水稻和擬南芥種子經(jīng)歷了120天全生命周期

是國際上首次開展水稻“從種子到種子”

全生命周期空間培養(yǎng)實驗

完成了擬南芥和水稻種子萌發(fā)、幼苗生長、開花結(jié)籽

為進(jìn)一步開發(fā)適應(yīng)空間環(huán)境的作物提供了依據(jù)

05

種子回到地球能直接投入市場嗎？

當(dāng)然不能！

上過天的種子有變好的也有變壞的

還需要幾年的培育進(jìn)行定向篩選

以小麥的育種為例

需要以下4個步驟

（1）觀察一代種子。上過天的種子是一代種子，將一代種子種下去，科研人員任其生長不做篩選，只記錄其一些變異性狀。

（2）優(yōu)選二代植株。將一代植株所結(jié)的種子繼續(xù)播種，培養(yǎng)第二代植株，接著繼續(xù)對二代植株進(jìn)行觀察，由于第二代植株的突變率增加，變異更明顯，根據(jù)育種需求進(jìn)行定向選擇。如想要獲得抗倒伏特性的小麥，則篩選變矮的植株；想要提高小麥產(chǎn)量，就篩選穗子變大的植株；想要一年多次收獲，則篩選早熟的植株。

（3）確定植株穩(wěn)定性。將上面篩選出的種子繼續(xù)播種，讓其自交繁殖，如此繁育3-4代后，觀察這些變異的性狀是否能夠穩(wěn)定遺傳。

（4）群體比較和異地試種。對具有遺傳穩(wěn)定性的種子進(jìn)行群體比較試驗以及在不同地理位置的試種試驗，從而確定其在不同環(huán)境下是否都能穩(wěn)定地表現(xiàn)出優(yōu)良的變異后性狀。

每次上過太空的種子

都要像這樣通過幾年的篩選

才可以被稱為真正的"太空種子"

本月16日

成都市植物園科研苗圃基地傳來喜訊

從太空遨游歸來的芙蓉種子已經(jīng)發(fā)芽了

我們期待成都的“市花”種子上過太空之后

能給我們帶來更多驚喜

航天技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相遇的背后

凝聚著科學(xué)家的智慧和汗水

我們的餐桌豐富了

國家的糧食安全也有了保障

隨著太空探索活動的進(jìn)一步開展

相信未來一定會有更多

更豐富的種子登上太空

也會有更多優(yōu)良新品種出現(xiàn)